การเคลื่อนไหวของนิ้วหรือมือสามารถควบคุมหุ่นยนต์พีซีทีวีหรืออุปกรณ์อื่น ๆ ปุ่มนี้วงแหวนควบคุมระยะไกลน้อยกว่าวัดการเคลื่อนไหวของมนุษย์เพื่อใช้งานอุปกรณ์จากระยะไกล

สำหรับการใช้งานที่เป็นไปได้สำหรับผู้ป่วยหรือผู้พิการดูขั้นตอนที่ 8

วิดีโอด้านล่างแสดงแหวนที่ใช้ในการควบคุมมดหุ่นยนต์เพื่อหยิบบล็อก

หรือไปที่ youtube ได้ที่:

วัสดุ:

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุ

Pic 2 แสดงชั้นวงจรที่แตกต่างกันซึ่งประกอบเป็นวงแหวน

ค่าใช้จ่ายทั้งหมดของชิ้นส่วนอยู่ที่ประมาณ $ 45 US ไม่รวมค่าจัดส่ง

วางจำหน่ายจาก www.hvwtech.com/

SOIC Picaxe ไมโครคอนโทรลเลอร์ 08 ม

วางจำหน่ายจาก www.pololu.com/

MMA7260QT accelerometer 3 แกน

เครื่องเพิ่มแรงดันไฟฟ้า 5 โวลท์

พร้อมใช้งานจาก www.mouser.com

หลอดไฟ LED อินฟราเรด 2 ดวง

หลอด LED สีน้ำเงิน 3 มม

CR1220 แบตเตอรี่ลิเธียม 3volt และผู้ถือ

ลวดแม่เหล็ก 30 เกจ

ตัวต้านทาน

วางจำหน่ายจาก www.allelectronics.com/

perfboard เส้นทึบ

แหวนพวงกุญแจ 1"

ขั้นตอนที่ 2: มันทำงานอย่างไร

วงแหวนส่งคำสั่งควบคุมระยะไกลอินฟราเรดโดยไม่ต้องใช้ปุ่ม แต่คำสั่งจะถูกส่งโดยการเอียงวงแหวนในทิศทางต่างๆ มาตรวัดความเร่ง 3 แกนวัดความเอียงของนิ้วหรือมือและสร้างแรงดันไฟฟ้าสำหรับแกน x, y และ z ไมโครคอนโทรลเลอร์ Picaxe ใช้ ADC ในตัว (อนาล็อกเป็นดิจิตอลคอนเวอร์เตอร์) เพื่อวัดแรงดันและสร้างตัวเลขที่แตกต่างกันสำหรับตัวแปร x, y และ z ระหว่าง 72-93

ตัวเลขจะถูกใช้ในการเขียนโปรแกรมเพื่อส่งสัญญาณอินฟราเรดโดยการส่องไฟ LED อินฟราเรดสองตัวเช่นเดียวกับการควบคุมระยะไกลของทีวีมาตรฐาน

หากต้องการดูวิธีการสร้างตัวรับสัญญาณอินฟราเรด Picaxe ที่สามารถใช้รหัสเหล่านี้เพื่อควบคุมหุ่นยนต์ดู:

สำหรับการควบคุมระยะไกลอื่น ๆ และโครงการ Picaxe ดูที่นี่:

ขั้นตอนที่ 3: พาวเวอร์ซัพพลาย

พลังงานมาจากแบตเตอรี่ลิเธียม 3 โวลต์ เนื่องจาก ADC ในคอนโทรลเลอร์ Picaxe ต้องการแรงดันอ้างอิงภายในคงที่เพื่ออ่านอย่างสม่ำเสมอจึงจำเป็นต้องใช้ตัวแปลง dc เป็น dc

ตัวเร่งบูสต์ Polulu 5 volt เป็นตัวแปลง dc เป็น dc ซึ่งเป็นขนาดที่เล็กที่สุดที่ฉันได้เห็นซึ่งจะจ่ายเอาต์พุต 5 โวลต์ให้คงที่ มันจะทำงานกับอินพุตของแบตเตอรี่ใด ๆ ระหว่าง 0.8 โวลต์ถึง 4.5 โวลต์ สามารถส่งออกได้สูงถึง 200 มิลลิแอมป์

ขั้นตอนที่ 4: Picaxe Microcontroller

ฉันยังพบว่าตัวควบคุม Picaxe เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ง่ายและเร็วที่สุดในการเชื่อมต่อและตั้งโปรแกรม ในขณะที่ช้ากว่า Pic Micro หรือ Arduino มาตรฐาน แต่ก็เร็วพอสำหรับหุ่นยนต์ทดลองหรือโครงการไมโครคอนโทรลเลอร์ส่วนใหญ่

Picaxe ขนาด 08 ม. ที่ใช้ในที่นี้มี ADC อยู่ในสามตัวอินพุตทำให้สามารถอ่านแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันของ accelerometer นอกจากนี้ยังมีในตัวรหัสอินฟราเรดสำหรับทีวี Sony ที่อนุญาตให้ควบคุมทีวี sony บางรุ่นและ Picaxe อื่น ๆ ที่มีตัวแปลรหัส Sony ในตัว

โครงการนี้ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ Picaxe ขนาด 08 ม. ฉันเลิกพยายามประสาน SOIC และไอซีที่เล็กลงไปตามแบบเดิม แต่ฉันใช้ลวดแม่เหล็ก 30 เกจซึ่งฉันประสานกับแต่ละพินโดยใช้อลูมิเนียมฟอยล์เพื่อแยกพินออกจากเพื่อนบ้านขณะที่มันถูกบัดกรี สีโป๊วติด Loctite ยังมีประโยชน์ในการจับลวดแม่เหล็กและส่วนประกอบในสถานที่ในขณะที่บัดกรี ดู Pic 5b

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคนิคนี้สำหรับการบัดกรีส่วนประกอบที่ยึดพื้นผิวโปรดดูที่:

ซ็อกเก็ตส่วนหัวสี่.1 "คือพิกกาซีพิน: +5 โวลต์, -5 โวลต์และอนุกรมเข้าและออกอนุกรมและใช้ในการเขียนโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์ Picaxe สายจัมเปอร์ระหว่างไฟ LED อินฟราเรดสองอันและกราวด์ถูกถอดออก วงจรเมื่อตั้งโปรแกรม Picaxe ไม่เช่นนั้นแรงดันตกที่พวกเขาสร้างขึ้นจะไม่อนุญาตให้มีการสื่อสารแบบอนุกรมกับพีซีสำหรับการเขียนโปรแกรม

ขั้นตอนที่ 5: Accelerometer 3-Axis

มาตรวัดความเร่ง 3 แกนของ Polulu เป็นเซ็นเซอร์ขนาดเล็กมากและยอดเยี่ยมมาก มันขึ้นอยู่กับเทคโนโลยี MEMS (ระบบเครื่องกลไฟฟ้าขนาดเล็ก) สี่เหลี่ยมดำขนาดเล็ก 1/4 "จริง ๆ แล้วประกอบด้วยแผ่นเพลทและคานขนาดเล็กที่ถูกแกะสลักออกมาโดยใช้เทคโนโลยี IC แบบดั้งเดิมเมื่อ IC ถูกเคลื่อนย้ายหรือเอียงเมื่อเทียบกับแรงโน้มถ่วงหรือความเร่งจานกล้องจุลทรรศน์ขนาดเล็กเหล่านี้จะเคลื่อนที่และเปลี่ยนแปลงประจุ การเปลี่ยนแปลงความจุจะถูกแปลงโดยวงจรในตัวเป็นแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน

สามารถตรวจจับการเอียงการแตะและการสั่นไหวได้อย่างละเอียด ที่การตั้งค่าที่ละเอียดอ่อนที่สุดมันสามารถตรวจจับแรงได้ตั้งแต่ 0 ถึง 1.5 Gs (1G = แรงโน้มถ่วงของโลก) แหวนที่ใช้ที่นี่เป็นค่าเริ่มต้นซึ่งมีความไวน้อยกว่าและตรวจจับแรง G ได้สูงสุด 6 Gs ตัวอย่างเช่นเมื่อเอียงไปตามแกน x ผ่านเต็ม 180 องศามันจะแปรเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าเพื่อส่งกลับตัวเลขจาก 93-102 ในโปรแกรม Picaxe ซึ่งอ่านอินพุต ADC

Pic 6 แสดงที่ด้านล่างของมาตรวัดความเร่งและวิธีเสียบเข้ากับส่วนหัวขนาด. 1 "ที่แผงวงจรด้านบนแม้ว่าจะเสียพื้นที่ฉันก็สร้างปลั๊กแบบแยกส่วนเพื่อที่ฉันจะสามารถถอดออกมาและใช้งานได้ในอนาคต โครงการหุ่นยนต์

ขั้นตอนที่ 6: วงจรวงแหวนควบคุมระยะไกล

ที่ประมาณ 0.73 ลูกบาศก์นิ้วต้นแบบนี้ค่อนข้างเป็นก้อน ด้วยการใช้เทคนิคการยึดพื้นผิวที่หนาแน่นกว่าจึงสามารถลดระดับเสียงลงเหลือประมาณ 1/3 ของระดับเสียงปัจจุบันได้อย่างง่ายดาย

โปรดทราบว่าหากคุณต้องการสร้างแหวนที่มีขนาดใกล้เคียงกับขนาดของแหวนนี้จะต้องมีการเดินสายที่มีความหนาแน่นสูงซึ่งต้องใช้ความอดทนและเทคนิคการบัดกรีขั้นสูง

ขั้นตอนที่ 7: รหัสโปรแกรม Picaxe

ด้านล่างเป็นรหัสโปรแกรมที่ใช้สำหรับวงแหวนรีโมทอินฟราเรด มีการวัดแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันสามค่าสำหรับแกน x, y และ z โดย ADC ที่สร้างไว้ในอินพุตของตัวควบคุม Pickaxe 08m ตัวเลขที่สร้างขึ้นจะถูกใช้เพื่อกำหนดความเอียงของนิ้วหรือมือ

เนื่องจากมันถูกตั้งโปรแกรมไว้ในปัจจุบันจึงเทียบเท่ากับรีโมทคอนโทรล 7 ปุ่ม การเขียนโปรแกรมสำหรับเอียงและการรวมกันของเอียงที่แตกต่างกันสามารถสร้างปุ่มเทียบเท่า 20 ถึง 30

ในโปรแกรมนี้ฉันใช้การเอียงของนิ้วเดียวเพื่อควบคุมหุ่นยนต์มดไปข้างหน้าซ้ายขวาและหยุด โหมดเริ่มต้นนี้ใช้เพื่อจัดเรียงหุ่นยนต์ขึ้นกับวัตถุที่ต้องการยก เมื่อนิ้วชี้ขึ้นโปรแกรมจะเปลี่ยนเป็นโหมดปิคอัพจากนั้นการเอียงนิ้วลงจะเปิดกริปเปอร์และกะพริบหุ่นยนต์ไปข้างหน้า เมื่อนิ้วชี้ขึ้นอีกครั้งหุ่นยนต์จะปิดกริปเปอร์และยกวัตถุขึ้น ดูวิดีโอในช่วงแนะนำ

โปรแกรมนี้ไม่ตรวจจับและตีความในลักษณะที่มีความหมายใด ๆ ก๊อก, เขย่า, หรือการเคลื่อนไหวของของไหลซึ่งสามารถใช้เป็นการเคลื่อนไหวการควบคุม

'Picaxe แหวนควบคุมระยะไกลอินฟราเรด 08m

loop1:

b7 = 0

readadc 4, b1

อ่าน 2, b3

อ่าน 1, b5

'debug b1

'หยุดชั่วคราว 4

'goto loop1

ถ้า b1 <82 จากนั้นเอียงซ้าย bt4 'p4 mid-83

ถ้า b1> 85 แล้วเอียง bt6 'ขวา

ถ้า b5> 91 ดังนั้น bt5 'สูงถึงกลาง 83

ถ้า b5 <74 แล้ว bt6 'จะกลับหัว

ถ้า b3 <82 ดังนั้น bt2 'สำหรับการเอียง

ถ้า b3> 86 แล้วควบคุมการเอียงกริปเปอร์แบบวนกลับ 2 '

goto loop1

BT1:

สำหรับ b7 = 1 ถึง 10

infraout 1,0

หยุดชั่วคราว 45

ถัดไป b7

goto loop1

2 บาท:

สำหรับ b7 = 1 ถึง 10

infraout 1,1

หยุดชั่วคราว 45

ถัดไป b7

goto loop1

3 บาท:

สำหรับ b7 = 1 ถึง 10

infraout 1,2

หยุดชั่วคราว 45

ถัดไป b7

goto loop1

BT4:

สำหรับ b7 = 1 ถึง 10

infraout 1,3

หยุดชั่วคราว 45

ถัดไป b7

goto loop1

5 บาท:

สำหรับ b7 = 1 ถึง 10

infraout 1,4

หยุดชั่วคราว 45

ถัดไป b7

goto loop1

6:

สำหรับ b7 = 1 ถึง 10

infraout 1,5

หยุดชั่วคราว 45

ถัดไป b7

goto loop1

8 บาท:

สำหรับ b7 = 1 ถึง 10

infraout 1,7

หยุดชั่วคราว 45

ถัดไป b7

goto loop1

loop2: 'การควบคุมตัวหนีบ

สูง 0

หยุด 1,000

ต่ำ 0

loop3:

b7 = 0

อ่าน 2, b3

'debug b3

'หยุดชั่วคราว 4

'goto loop3

ถ้า b3 <82 แล้ว act3 'เพื่อเอียง

ถ้า b3> 86 แล้วเอียงกลับ act4 '

goto loop3

การกระทำ 3: 'กริปเปอร์เปิดและส่งต่อ

สำหรับ b7 = 1 ถึง 10

infraout 1,6

หยุดชั่วคราว 45

ถัดไป b7

goto loop3

act4: 'ปิดกริปเปอร์และยกขึ้น

สำหรับ b7 = 1 ถึง 10

infraout 1,8

หยุดชั่วคราว 45

ถัดไป b7

goto loop3

ขั้นตอนที่ 8: ใช้สำหรับคนป่วยหรือคนพิการ

ส่งสัญญาณให้พยาบาล

ผู้ป่วยในโรงพยาบาลที่สวมแหวนสามารถแตะหนึ่งครั้งเพื่อเปิดทีวี แตะสองครั้งเพื่อปิด สามก๊อกสามารถส่งสัญญาณให้พยาบาล ลำดับการเคลื่อนไหวพิเศษสามารถใช้งานอุปกรณ์อื่น ๆ เช่นตู้กดน้ำหรือมุมเตียง

นอกจากนี้ยังสามารถสวมใส่โดยผู้ป่วยที่หมดสติหรือหมดสติเพื่อตรวจจับการเคลื่อนไหวและสัญญาณเมื่อพวกเขาฟื้นคืนสติ หรืออาจสวมใส่บนข้อมือของเด็กทารกในห้องไอซียูเพื่อตรวจสอบการเคลื่อนไหวผิดปกติหรือขาดการเคลื่อนไหวปกติ

ควบคุมพีซี

Ring mouse - ผู้ที่ป่วยหรือบกพร่องด้วยการใช้นิ้วเดียวหรือมือเดียวสามารถใช้วงแหวนเพื่อควบคุมเคอร์เซอร์ของพีซี

ควบคุมรถเข็นคนพิการ

ในฐานะที่เป็นตัวควบคุมวงแหวนมันสามารถควบคุมเก้าอี้ล้อเลื่อนได้อย่างง่ายดายโดยการเอียงแตะหรือเขย่า เนื่องจากมันมีขนาดเล็กมากจึงอาจฝังอยู่ในหมวกเบสบอลหรือรองเท้าเพื่อควบคุมการเคลื่อนที่ด้วยการเคลื่อนไหวของศีรษะหรือเท้า

ควบคุมแขนและมือประดิษฐ์

ผู้ที่มีมือดีเพียงคนเดียวสามารถใช้การเคลื่อนไหวที่กำหนดไว้ล่วงหน้าเพื่อเปิดใช้งานลำดับที่โปรแกรมไว้ล่วงหน้าในแขนประดิษฐ์ (เช่นหยิบถ้วย) ยิ่งไปกว่านั้นแขนและมือเทียมสามารถทำตามการเคลื่อนไหวของมือที่ดีในการทำงานกับมันในสถานการณ์ที่ต้องใช้สองมือ

เครื่องเขียนทางอากาศ

ด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ที่เร็วกว่าคุณควรตรวจจับการเคลื่อนไหวของนิ้วในอากาศเพื่อเก็บไว้ในหน่วยความจำคำและตัวเลขหรือส่งโดยตรงไปยังพีซีหรือเครื่องพิมพ์

ลำโพงเสียงสำหรับผู้ที่สูญเสียเสียงของพวกเขา

เมื่อใช้ร่วมกับเครื่องเล่น mp3 ขนาดพกพาขนาดเล็กการเคลื่อนไหวของวงแหวนสามารถใช้เพื่อเปิดใช้งานคำหรือข้อความที่บันทึกไว้ล่วงหน้า

รองชนะเลิศอันดับที่ใน

การประกวดออกแบบโดย Humana Health